现代技术的三极_计算_理论和实验。

鸡虱门子

引自中国科学院数学与系统科学研究院计算数学与科学工程计算研究所副所长余德浩研究员在第24届国际数学家大会的采访记录。

   现代数学特别是计算数学和应用数学离不开计算机，计算机也离不开数学。中国古代数学就包含了大量计算问题。公元前5世纪产生的算筹和此后的算盘，长期都是很有用的计算工具。数千年来，人类主要通过理论和实验两种手段探索科学奥秘。16世纪后，以伽利略和牛顿为代表的科学家对科学方法论进行了重大变革，使这两种手段更加完备。但对于许多复杂的科学问题，理论研究与实验方法都有很大局限性。上世纪40年代，电子计算机的发明使人的计算能力得到极大提高，影响到几乎一切科技领域，具有划时代的重大意义。（计算机作为一种工具和数学的关系如何？）

   计算数学是伴随着计算机的出现而产生的一门交叉科学，是当代数学不可缺少的分支，是计算机实现其在高科技领域应用的纽带和工具。计算机兴起的技术革命使科学和工程计算成为上世纪最重要的科技进步之一。今天，计算无疑已经是第三种科学手段，与实验、理论一起“三足鼎立”，成为当今科学活动的主要方式。（数学和计算机的关系）

  我们这里强调的则是现代科学和工程计算与计算机的相互依存关系。科学计算的核心是计算方法。近年来先后产生了计算力学、计算物理、计算化学等一系列学科分支。许多实际问题不仅计算规模大，而且要求精度高，现有的计算方法远远不能满足需要。冯康院士在1991年春的一次学术会议上曾提出：在遥远的未来太阳系会呈现什么景象？地球会与其他星球相撞吗？他说，也许有人认为，只要利用牛顿定律编个程序，用大型计算机便可得到答案。事实上，对这样复杂的问题，计算机极小误差的不断积累会使结果面目全非!这是计算方法问题，机器和程序员都无能为力。（计算机的作用）

  不同的计算方法适于求解不同的科学问题。一方面需要寻找更加有效的、更能发挥计算机功能的新型算法解决老问题，另一方面，针对新问题需要设计新的高性能算法。各应用领域对科学计算的需求越来越多，要求越来越高，计算机也在不断发展、更新换代，这些都要求不断发展计算方法。计算方法是科学与工程计算的核心，构造好的计算方法与研制高性能计算机及高效率软件同等重要。（计算数学的特点和目标）

  科学和工程计算能力与发展水平是一个国家综合国力的重要标志。世界各发达国家对此都极其重视，并投入大量资金。美国在此领域长期处于领先地位。（计算数学的作用）

  1956年我国制定科学规划时已将计算数学列为重点，此后形成了一支活跃的、高水平的计算数学与科学工程计算队伍，分布在中国科学院、高等院校和各产业部门。近半个世纪来，这支队伍为原子弹氢弹的研制、人造卫星上天、远程运载火箭的发射以及在石油勘探、气象预报、水利工程等领域作出重要贡献。上世纪90年代，科技部又先后组织了攀登计划和国家重点基础研究发展规划(即973规划)项目，“大规模科学计算研究”均列其中，我所则为项目主要承担单位。（我国计算数学发展史）

  在计算数学与科学工程计算研究领域，我国学者作出了许多杰出的贡献，有一批成果在国际上有很高的地位。例如，计算数学工作者对我国成功地自主开发核武器作出了历史性的贡献。特别值得一提的还有冯康院士创立有限元方法和辛几何算法，这一成果是要载入世界数学史册的，他是当之无愧的数学大师。（我国计算数学成果）

   创新是发展的灵魂。中国的计算数学与科学工程计算需要中国特色与中国学派。丘成桐教授1997年在“中国数学发展之我见”一文中说：“要找自己的方向，要从数学的根本找研究方向。近20年来基本上跟随外国的潮流，没有把基本想法搞清楚，所以始终达不到当年陈先生、华先生和冯先生他们的工作成就。”这里提到的是陈省身、华罗庚和冯康三位大师。由于计算数学的发展与计算机及其他科学和工程技术的发展紧密相关，今后计算数学工作者还应尽可能兼备数学、物理、工程等多学科的知识，更多地与应用部门交叉合作。国家对这一领域的更大支持和投入，必将使我国计算数学和科学工程计算工作者为我国综合国力的提高，及在学科发展方面在世界上占有更重要的一席之地作出更多更大的贡献。（计算，数学的前景）